Обзор статьи

Определение геометрии поверхности теплообмена измененной формы в кожухотрубном теплообменнике

УДК: 

621.565.952.78

DOI: 

10.23968/1999-5571-2022-19-6-117-124

Страницы: 

117-124

Аннотация: 

В настоящее время уделяется внимание важной задаче в промышленности - повышению коэффициента теплопередачи теплообменников с гладкими трубками. В статье рассмотрен один из способов повышения коэффициента теплопередачи между греющим и нагреваемым теплоносителями в кожухотрубном теплообменном аппарате. Предложен способ, увеличивающий степень турбулентности потока теплоносителя путём оснащения пластины рёбрами цилиндрической формы. Представлены исследования, проведённые методом математического моделирования в программе ANSYS Fluent. По результатам математического моделирования выбрана оптимальная схема размещения ребер, позволяющая обеспечить наиболее полное обтекание пластины турбулизированным потоком. Представлены варианты размещения рёбер с описанием основных тепловых и гидравлических характеристик потоков теплоносителей.

Список цитируемой литературы: 

  1. Садыкова О. В., Пастухов Н. С. Сравнение пластинчатых и кожухотрубчатых теплообменников // Аллея науки. 2018. № 11. С. 306-312.

  2. Guo Z., Shan J., Li J., Levtsev A. Numerical Simulation of The Effect of Baflle on Heat Transfer Performance of Shell-and-Tube Heat Exchanger // Bulletin of Science and Practice. 2021. № 7(1). Р. 248-253.

  3. Патент 149737 Российская Федерация, МПК F28D 7/100/ Кожухотрубный теплообменный аппарат №2014134083/06: заявлен 19.08.14, опубликован 20.01.15 / Никулин Н. Ю., Кущев Л. А., Суслов Д. Ю.; заявитель и патентообладатель БГТУ им. В. Г. Шухова. Бюл. № 2. 4 с.

  4. Круглов Г. А. Теоретические исследования степени взаимосвязи турбулизации потока с коэффициентом теплоотдачи // Вестник КрасГАСУ. 2015. № 6. С. 67-73.

  5. Пермяков К. В. Разработка и внедрение кожухотрубных водо-водяных и пароводяных подогревателей повышенной эффективности для систем теплоснабжения: дис. … канд. техн. наук: 05.14.04. М., 2003. 191 с.

  6. Кущев Л. А., Никулин Н. Ю., Феоктистов А. Ю., Яковлев Е. А. Интенсификация тепловых процессов в кожухотрубном теплообменном аппарате // Научный вестник Воронежского ГАСУ. Строительство и архитектура. 2016. № 3. С. 9-17.

  7. Кущев Л. А., Никулин Н. Ю., Феоктистов А. Ю., Алифанова А. И. Современные методы интенсификации теплообмена в кожухотрубных теплообменных аппаратах ЖКХ // Вестник БГТУ им. В. Г. Шухова. 2017. № 9. С. 73-79.

  8. Hesselgreaves J. E.Compact Heat Exchangers // Edinburgh: Butterworth-Heinemann, 2016. 502 p.

  9. Александрова А. А. Оптимальные по технико-экономическим критериям конструкции кожухотрубных теплообменников, полученные с помощью графического метода // Успехи в химии и химической технологии. 2007. № 2. Т. 21. С. 62-66.

  10. Кунтыш В. Б. Тепловая эффективность вихревой интенсификации теплоотдачи газового потока при продольном и поперечном обтекании круглотрубных поверхностей // Известия высших учебных заведений СНГ. 2014. № 2. С. 68-75.

  11. Каменский М. Н. Особенности проектирования кожухотрубного теплообменного аппарата // Известия Тульского государственного университета. 2014. № 2. С. 40-43.

  12. Юн А. А. Расчет и моделирование турбулентных течений с теплообменом, смешением, химическими реакциями и двухфазных течений. М.: Изд-во МАИ, 2007. 116 с.

  13. Гарбарук А. В., Стрелец М. Х., Травин А. К. Современные подходы к моделированию турбулентности. СПб.: Издательство Политехнического университета, 2016. 234 с.

  14. Федорова Н. Н., Вальгер С. А., Данилов М. Н. Основы работы в ANSYS 17. М.: ДНК Пресс, 2017. 210 с.

  15. Никулин Н. Ю., Кущев Л. А., Феоктистов А. Ю. Исследование кожухотрубного теплообменного аппарата методом вычислительной гидродинамики // Актуальные проблемы строительства: материалы 70-й Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Актуальные проблемы современного строительства». 2017. Ч. 3. С. 52-57.

  16. Santiesteban-Cos R. Reliable compartmental models for double-pipe heat exchangers // Applied Mathematical Modelling. 2007. № 31. Pp. 1739-1752.

  17. Жаров А. В., Павлов А. А., Фавстов В. С., Горшков Р. В. Исследование процессов в теплообменнике-утилизаторе теплоты отработанных газов дизельной когенерационной установки транспортного средства методами компьютерной гидрогазодинамики // Фундаментальные исследования. 2013. № 10. С. 21-27.

  18. Daehae Kim, Pialago E. J., Shin Jai-Yoon, Kwon O., Kim Min Soo, Park C. Performance characteristics of heat exchanger with internal turbulence generators under various blade configurations and operating conditions // Applied Thermal Engineering. 2017. № 123. Р. 562-572.

  19. Алхасова Д. А. Исследование и гидродинамические расчеты внутрискважинных теплообменников с продольными ребрами: дисс. … канд. техн. наук: 01.04.14. Махачкала, 2009. 143 с.

  20. Каменский М. Н., Каменский М. Н., Козлов А. М. Особенности проектирования кожухотрубного теплообменного аппарата // Известия Тульского государственного университета. 2014. № 2. С. 40-43.

  21. Патент № 185391 Российская Федерация, МПК F28D 7/00 (2006.01), F28F 1/38 (2006.01). Кожухотрубный теплообменный аппарат: № 2018123055: заявлен 25.06.2018; опубликован 04.12.2018 / Кущев Л. А., Никулин Н. Ю., Шаптала В. Г. Бюл. № 34. 4 с.

Ключевые слова: 

Полный текст (файл): 

PDF

Авторы: 

Никулин Н. Ю. Белгородский государственный технологический университет им. В. Г. Шухова Белгород, Россия

Шеремет Е. О. Белгородский государственный технологический университет им. В. Г. Шухова Белгород, Россия

Алифанова А. И. Белгородский государственный технологический университет им. В. Г. Шухова Белгород, Россия

Яковлев В. А. Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет Санкт-Петербург, Россия

Другие статьи авторов: 

Выпуск журнала

№ 6 (95) Декабрь 2022